Gynnsamma tarmmikrober metaboliserar fiberrik kost för att förbättra hjärthälsan i musmodellen

Dieter rika på fibrer har länge associerats med en rad positiva resultat, främst bland dem friska hjärtan och artärer skyddade mot aterosklerosens härjningar, ackumulering av feta plack kopplade till hjärtinfarkt och stroke.

Att ta reda på hur fibern vi äter lyckas skydda vårt hjärta, dock, har varit utmanande.

En ledtråd har kommit från revolutionen när det gäller att förstå effekten den mångsidiga mikrobiella gemenskapen som befolkar våra tarmar har på vår hälsa. Vår mikrobiom hjälper oss att bearbeta vår mat, särskilt fiber. Kanske gjorde dessa fördelaktiga mikrober på något sätt osmältbara växtdelar till hjärthälsa. Men länken var osäker.

Till stöd för en mikrobiell koppling mellan fiber och hjärthälsa, forskare vid University of Wisconsin-Madison har identifierat en viss fettsyra som mekanismen bakom vissa skyddande effekter av en fiberrik kost i en musmodell. Känd som butyrat, denna fettsyra produceras av vissa bakterier i tarmen när de smälter växtfiber.

Forskarna visade att möss som innehöll de butyratproducerande bakterierna Roseburia och som också åt en fiberrik kost led av mindre åderförkalkning och hade minskad inflammation jämfört med möss utan bakterier. Möss som var värd för Roseburia men som åt en fiberfattig kost skyddades inte, för utan fiber producerade bakterierna lite butyrat.

Möss som fick en långsam frisättning av butyrat i sig skyddades också mot åderförkalkning, pekar på molekylen som en viktig arbiter för fiber-hjärtlänken.

Studien publicerades nyligen i tidskriften Naturmikrobiologi av UW-Madison professor i bakteriologi Federico Rey och postdoktoral forskare Kazuyuki Kasahara med medarbetare vid Wisconsin Institute for Discovery, University of California, Los Angeles och Göteborgs universitet i Sverige.

"Ateroskleros har historiskt sett ansetts vara en sjukdom med lipidmetabolism, säger Rey, noterar att kontrollen av sjukdomen vanligtvis har fokuserat på att sänka nivåerna av kolesterol och andra fetter i blodet. "Men under de senaste decennierna har det har reviderats för att betraktas som en kronisk inflammatorisk sjukdom. "

Så nyckeln till att minska åderförkalkning kan vara att minska den totala inflammationen, särskilt i blodomloppet. Att hålla inflammation nere beror delvis på att ha en stark tarmbarriär.

"En viktig funktion i tarmen är att hålla våra vänliga bakterier på avstånd, säger Kasahara.

När inflammatoriska molekyler bryts av fördelaktiga bakterier och leech från tarmen och in i blodomloppet, de kan utlösa utbredd inflammation. För att hålla dessa molekyler i avstånd, friska tarmceller bildar starka bindningar till varandra, skapa en intakt barriär. Men den bilagan kan brytas upp.

"När den bilagan lossnar, tarmen läcker ut, "säger Rey. Läckande tarmar leder till mer inflammation.

För att studera butyrats effekt på tarmen och åderförkalkning, Kasahara koloniserade bakteriefria möss med specifika grupper av bakterier, antingen med eller utan den butyratproducerande Roseburia. De mössen matades sedan med dieter antingen rika eller fiberlösa, som Roseburia bearbetar till butyrat.

Forskarna fann att möss som är värd för Roseburia hade lägre nivåer av flera inflammationsmarkörer och en minskad omfattning av åderförkalkning-men bara om de åt en fiberrik kost. Utan fiber, Roseburienivåerna rasade och mössen skyddades inte från åderförkalkning. Forskarna använde möss som är genetiskt mottagliga för åderförkalkning eftersom möss inte naturligt utvecklar sjukdomen.

För att avgöra om butyrat var den verkliga orsaken till Roseburias skyddande effekter, Kasahara matade fettsyran till möss utan några butyratproducerande bakterier. Eftersom rent butyrat snabbt skulle tas upp av celler i övre tarmen, Kasahara utfodrade möss med en version med långsam frisättning som gjorde den intakt för den nedre tarmen.

Butyratet med långsam frisättning minskade omfattningen av feta plack med cirka en tredjedel, och minskade andra markörer för inflammation och åderförkalkning, vilket tyder på att fettsyran utgjorde en viktig komponent i Roseburias anti-ateroskleros-effekter.

Tidigare arbete visade att människor med hjärt-kärlsjukdom har lägre nivåer av Roseburia och andra butyratproducerande bakterier. Den nya studien är en av de första som identifierade en tydlig orsak till en tidigare mystisk koppling mellan kostfiber, mikrobiomer och hälsa. Dock, forskarna varnar för att resultaten inte pekar på ett butyrat som ett nytt, enkelt tillskott för hjärthälsa - fiber från hela livsmedel verkar fortfarande vara det perfekta sättet att stödja en frisk tarm.

Åtminstone, det är vad Rey har tagit ifrån år av att studera fiberns effekter på hälsan.

"Min fru ger mig svårt eftersom varje bröd jag köper är grodd, högt fiberinnehåll, fullkorn, "säger han." Och jag äter havregryn på morgonen. "

• Studie visar varför fetma både ger näring åt cancertillväxt och hjälper immunterapi för att döda tumörer
• Fekal mikrobiotatransplantation effektiv mot ICI-associerad kolit